2012-2013化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案學(xué)案51 判斷同分異構(gòu)體的五種常用方法和有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的測定

1、學(xué)案51判斷同分異構(gòu)體的五種常用方法和有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的測定一、確定同分異構(gòu)體數(shù)目的五種常用方法1等效氫法在確定同分異構(gòu)體之前，要先找出對稱面，判斷“等效氫”，從而確定同分異構(gòu)體數(shù)目。有機(jī)物的一取代物數(shù)目的確定，實質(zhì)上是看處于不同位置的氫原子數(shù)目?？捎谩暗刃浞ā迸袛?。判斷“等效氫”的三條原則是：(1)同一碳原子上的氫原子是等效的；如CH4中的4個氫原子等同。(2)同一碳原子上所連的甲基是等效的；如C(CH3)4中的4個甲基上的12個氫原子等同。(3)處于對稱位置上的氫原子是等效的，如CH3CH3中的6個氫原子等同；乙烯分子中的4個H等同；苯分子中的6個氫等同；CH3C(CH3)2C(CH3)2C

2、H3上的18個氫原子等同。【典例導(dǎo)悟1】下列有機(jī)物一氯取代物的同分異構(gòu)體數(shù)目相等的是()A和 B和 C和 D和2換位思考法將有機(jī)物分子中的不同原子或基團(tuán)進(jìn)行換位思考。如乙烷分子中共有6個H原子，若有一個氫原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一種結(jié)構(gòu)，那么五氯乙烷有多少種？假設(shè)把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子，而H原子看成Cl原子，其情況跟一氯代烷完全相同，故五氯乙烷也有一種結(jié)構(gòu)。同理，二氯乙烷有兩種結(jié)構(gòu)，則四氯乙烷也有兩種結(jié)構(gòu)。典例導(dǎo)悟2已知化學(xué)式為C12H12的物質(zhì)其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH3，該環(huán)上的二溴代物有9種同分異構(gòu)體，由此推斷該環(huán)上的四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目有()A4種 B9種 C12種

3、 D6種3基團(tuán)位移法該方法比等效氫法更直觀，該方法的特點是，對給定的有機(jī)物先將碳鍵展開，然后確定該有機(jī)物具有的基團(tuán)并將該基團(tuán)在碳鏈的不同位置進(jìn)行移動，得到不同的有機(jī)物。需要注意的是，移動基團(tuán)時要避免重復(fù)。此方法適合烯、炔、醇、醛、酮等的分析?！镜淅龑?dǎo)悟3】分子式為C5H10的鏈狀烯烴，可能的結(jié)構(gòu)有()A3種 B4種 C5種 D6種4基團(tuán)連接法將有機(jī)物看作由基團(tuán)連接而成，由基團(tuán)的異構(gòu)體數(shù)目可推斷有機(jī)物的異構(gòu)體數(shù)目。如丁基有四種，丁醇(看作丁基與羥基連接而成)也有四種，戊醛、戊酸(分別看作丁基跟醛基、羧基的連接物)也分別有四種。典例導(dǎo)悟4烷基取代苯R可以被酸性KMnO4溶液氧化，生成COOH，但若

4、烷基R中直接與苯環(huán)相連的碳原子上沒有CH鍵，則不容易被氧化得到COOH?，F(xiàn)有分子式為C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化成為COOH的異構(gòu)體有7種，其中3種是請寫出其他4種的結(jié)構(gòu)簡式：_，_，_，_。5軸線移動法對于多個苯環(huán)并在一起的稠環(huán)芳香烴，要確定兩者是否為同分異構(gòu)體，可以畫一根軸線，再通過平移或翻轉(zhuǎn)來判斷是否互為同分異構(gòu)體。【典例導(dǎo)悟5】萘分子的結(jié)構(gòu)式可以表示為或，兩者是等同的。苯并a芘是強(qiáng)致癌物質(zhì)(存在于煙囪灰、煤焦油、燃燒煙草的煙霧和內(nèi)燃機(jī)的尾氣中)。它的分子由五個苯環(huán)并合而成，其結(jié)構(gòu)式可表示為()或()式，這兩者也是等同的。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)式(A)(D)，其中()()(1)跟()、

5、()式等同的結(jié)構(gòu)式是_。(2)跟()、()式是同分異構(gòu)體的是_。二、有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的確定1有機(jī)化合物分子式的確定(1)確定有機(jī)物分子式的一般途徑(2)確定有機(jī)物分子式的方法實驗式法由各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求各元素的原子個數(shù)之比(實驗式)相對分子質(zhì)量求分子式。物質(zhì)的量關(guān)系法由密度或其他條件求摩爾質(zhì)量求1 mol分子中所含各元素原子的物質(zhì)的量求分子式。(3)燃燒通式法利用通式和相對分子質(zhì)量求分子式。CxHy(x)O2xCO2H2OCxHyOz(x)O2xCO2H2O由于x、y、z相對獨立，借助通式進(jìn)行計算，解出x、y、z，最后求出分子式。(4)利用各類有機(jī)物的分子式通式和相對分子質(zhì)量確定類別通式相對分子質(zhì)

6、量烷烴CnH2n2Mr14n2(n1)環(huán)烷烴、烯烴CnH2nMr14n(烯烴n2，環(huán)烷烴n3)二烯烴，炔烴CnH2n2Mr14n2(炔烴n2)苯及苯的同系物CnH2n6Mr14n6(n6)飽和醇CnH2n2OxMr14n216x飽和一元醛CnH2nOMr14n16飽和一元羧酸及酯CnH2nO2Mr14n322.有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的確定(1)確定分子結(jié)構(gòu)的步驟有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的測定，過去常用有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)確定分子中所含的官能團(tuán)，再確定其所在的位置。現(xiàn)代化學(xué)測定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)可用現(xiàn)代化的物理方法，如核磁共振氫譜和紅外光譜等。確定有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的一般步驟為：(2)根據(jù)有機(jī)物的官能團(tuán)進(jìn)行鑒別被鑒

7、別或被檢驗的物質(zhì)試劑與方法現(xiàn)象與結(jié)論飽和烴與不飽和烴加入溴水或酸性KMnO4溶液褪色的是不飽和烴苯與苯的同系物加酸性KMnO4溶液褪色的是苯的同系物鹵代烴中鹵原子加堿溶液加熱，加稀HNO3中和堿，再加硝酸銀白色沉淀說明是氯代烴，淺黃色沉淀說明是溴代烴，黃色沉淀說明是碘代烴醇加入活潑金屬鈉(應(yīng)先排除其他酸性基團(tuán)的影響，如羧基、酚羥基等)；加乙酸、濃H2SO4共熱有氣體放出；有水果香味物質(zhì)生成醛加入銀氨溶液或加入新制的氫氧化銅懸濁液試管底部會出現(xiàn)光亮的銀；溶液中出現(xiàn)紅色沉淀羧酸加紫色石蕊試液；加Na2CO3溶液顯紅色；有無色無味的氣體逸出酯聞氣味；加稀NaOH溶液有水果香味；檢驗水解產(chǎn)物酚類加Fe

8、Cl3溶液或濃溴水溶液顯紫色或生成白色沉淀淀粉碘單質(zhì)(同時加水)變藍(lán)蛋白質(zhì)灼燒有燒焦羽毛的氣味典例導(dǎo)悟61.06 g某有機(jī)物A完全燃燒，得到1.792 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2和0.90 g H2O，該有機(jī)物相對于氧氣的密度為3.31。(1)該有機(jī)物的相對分子質(zhì)量為_；分子式為_。(2)該有機(jī)物有如下性質(zhì)：能使酸性高錳酸鉀溶液褪色不能與溴水發(fā)生反應(yīng)它發(fā)生硝化反應(yīng)引入1個硝基時，產(chǎn)物只有1種硝基化合物。寫出該有機(jī)物可能的結(jié)構(gòu)簡式：_。1(2011·課標(biāo)全國卷，8)分子式為C5H11Cl的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))()A6種 B7種 C8種 D9種2(2011·北京理綜，28

9、)常用作風(fēng)信子等香清的定香劑D以及可用作安全玻璃夾層的高分子化合物PVB的合成路線如下： (1)A的核磁共振氫譜有兩種峰。A的名稱是_。(2)A與合成B的化學(xué)方程式是_。(3)C為反式結(jié)構(gòu)，由B還原得到。C的結(jié)構(gòu)式是_。(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色。N由A經(jīng)反應(yīng)合成。a的反應(yīng)試劑和條件是_。b的反應(yīng)類型是_。c的化學(xué)方程式是_。(5)PVAc由一種單體經(jīng)加聚反應(yīng)得到，該單體的結(jié)構(gòu)簡式是_。(6)堿性條件下，PVAc完全水解的化學(xué)方程式是_。3(2011·浙江理綜，29)白藜蘆醇屬二苯乙烯類多酚化合物，具有抗氧化、抗癌和預(yù)防心血管疾病的作用。某課題組提出了如下合成路線：A(C9

10、H10O4)B(C10H12O4)C(C9H12O3)D(C9H11O2Br) 已知：RCH2BrRCH2CH(OH)R根據(jù)以上信息回答下列問題：(1)白藜蘆醇的分子式是_。(2)CD的反應(yīng)類型是_；EF的反應(yīng)類型是_。(3)化合物A不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，能與NaHCO3反應(yīng)放出CO2，推測其核磁共振氫譜(1H­NMR)中顯示有_種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，其個數(shù)比為_。(4)寫出AB反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(5)寫出化合物D、E的結(jié)構(gòu)簡式：D_，E_。(6)化合物H3COCHO有多種同分異構(gòu)體，寫出符合下列條件的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_。能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；含苯環(huán)且苯環(huán)上只有兩

11、種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。學(xué)案50基本營養(yǎng)物質(zhì)合成有機(jī)高分子化合物【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識點一12小難易無無無3知識點二1(1)C6H12O6CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO或CH2OH(CHOH)4CHO(2)己六醇銀鏡磚紅色C6H12O62C2H5OH2CO2(3)CH2OHCHOHCHOHCHOHCOCH2OH2(1)C12H22O11同分異構(gòu)體水解(2) 醛基醛基3(1)(C6H10O5)n (2)同分異構(gòu)體知識點三1(1)­氨基酸(2)COOHNH22(1)C、H、O、N、S縮聚反應(yīng)(2)氨基酸氨基酸可逆不可逆苯基3(2)催化知識點四1加成反應(yīng)nCH2=CH22小分

12、子3(1)nCH2=CHCl問題思考1油脂是指天然的高級脂肪酸甘油酯，油脂是酯類的組成部分。2實驗操作：實驗現(xiàn)象及結(jié)論：現(xiàn)象A現(xiàn)象B結(jié)論未出現(xiàn)銀鏡溶液顯藍(lán)色淀粉未水解出現(xiàn)銀鏡溶液顯藍(lán)色淀粉部分水解出現(xiàn)銀鏡溶液不顯藍(lán)色淀粉完全水解【課堂活動區(qū)】23多元弱酸的酸式鹽(如NaHCO3)、多元弱酸的銨鹽如(NH4)2CO3、Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸等。二、1.兩個相同不同只產(chǎn)生聚合物聚合物和小分子(如H2O等)2(1)凡鏈節(jié)的主鏈只有兩個碳原子(無其他原子)的高聚物，其合成單體為一種，將兩個半鍵閉合即可。凡鏈節(jié)主鏈有四個碳原子(無其他原子)，且鏈節(jié)無雙鍵的高聚物，其單體為兩種，在正中央

13、劃線斷開，然后兩個半鍵閉合即可。凡鏈節(jié)主鏈中只有碳原子，并存在碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的高聚物，其規(guī)律是：“凡雙鍵，四個碳；無雙鍵，兩個碳”劃線斷開，然后將兩個半鍵閉合，即單雙鍵互換。(2)凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有肽鍵的高聚物，從肽鍵中間斷開，兩側(cè)為不對稱性結(jié)構(gòu)的，其單體為兩種：在亞氨基上加氫，羰基碳原子上加羥基，即得高聚物單體。凡鏈節(jié)為：結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體必為一種。在亞氨基上加氫，在羰基碳上加羥基，即得高聚物單體。凡鏈節(jié)中間(不在端上)含有酯基結(jié)構(gòu)的高聚物，其合成單體為兩種，從中間斷開，羰基碳原子上加羥基，氧原子上加氫原子，即得高聚物單體。典例導(dǎo)悟12(1)CH2=CHOH (2)CH2=CHO

14、HCHCHCOOHCHCHCOOCHCH2H2OnCHCHCOOCHCH2OOCCHCH2CHCH解析該高分子可由CH2CHOCOCHCH加聚產(chǎn)生，而CH2CHOCOCHCH可由CH2=CHOH和CHCHCOOH通過酯化反應(yīng)而生成。【課后練習(xí)區(qū)】高考集訓(xùn)1(1)(2)×(3)×(4)(5)×(6)2D由色氨酸和褪黑素結(jié)構(gòu)簡式分析，褪黑素分子內(nèi)不存在NH2和COOH，不具有兩性，因此D項錯誤。3C4C光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，油脂屬于酯類化合物，一般相對分子質(zhì)量不是很大，二者均不屬于高分子化合物，故A項錯誤；使用無磷洗滌劑是為了降低磷元素的排放，防止水體的富營養(yǎng)

15、化，與低碳排放無關(guān)，故B項錯誤；質(zhì)譜儀可用來測定相對分子質(zhì)量，紅外光譜儀和核磁共振儀可用來鑒定分子結(jié)構(gòu)，都可用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的分析，故C項正確；布朗運動與原子結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)，故D項錯誤。 (3)紅棕色褪去且溶液分層紅棕色褪去(4)3考點集訓(xùn)1AD2.B3D產(chǎn)物只有一種的，一定符合綠色化學(xué)的要求。4C5(1)碳碳雙鍵、酯基(2)(3)CH3COOH(4)水解(或取代)專題學(xué)案51判斷同分異構(gòu)體的五種常用方法 和有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的測定【專題探究區(qū)】典例導(dǎo)悟1B首先判斷對稱面：和無對稱面，和有鏡面對稱，只需看其中一半即可。然后，看是否有連在同一碳原子上的甲基：中有兩個甲基連在同一個碳原子上，六個氫

16、原子等效；中也有兩個甲基連在同一碳原子上，加上鏡面對稱，應(yīng)有十二個氫原子等效。最后用箭頭確定不同的氫原子可知有7種同分異構(gòu)體，和都只有4種同分異構(gòu)體，有8種同分異構(gòu)體。2B該烴的分子中苯環(huán)上的氫原子有6個可被取代，被二溴取代后，剩下4個氫原子，二溴代物同分異構(gòu)體與四個氫原子的異構(gòu)是等效的，四個氫原子異構(gòu)體與四溴代物異構(gòu)體是等效的。所以，四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目與二溴代物同分異構(gòu)體數(shù)目是相同的。3C先寫出碳鏈，共有以下3種：4解析由題意可知，該苯的同系物的各同分異構(gòu)體的苯環(huán)上都只有一個側(cè)鏈，在寫其同分異構(gòu)體時，可以把苯環(huán)看作是C5H12的一個取代基，這樣只要寫出C5H12的同分異構(gòu)體，此題就可解

17、決了。5(1)A、D(2)B解析首先要看出C式中右上邊的環(huán)不是苯環(huán)，因有一個碳原子連有2個氫原子，其次在連在一條線上的3個苯環(huán)畫一條軸線，如下圖，再移動或翻轉(zhuǎn)便可看出A、D與()、()式等同，為同一物質(zhì)。B與()、()式結(jié)構(gòu)不同，另兩個苯環(huán)分別在軸線的兩側(cè)，故為同分異構(gòu)體。6(1)106C8H10(2)解析本題結(jié)合有機(jī)物的不飽和度和化學(xué)性質(zhì)考查有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式的確定。(1)該有機(jī)物中碳元素的質(zhì)量為×12 g/mol0.96 g，氫元素的質(zhì)量×2 g/mol0.1 g，因此該有機(jī)物只含C、H兩種元素，N(C)N(H)810，其實驗式為C8H10，該有機(jī)物相對于氧氣的密度為3.3

18、1，則其相對分子質(zhì)量為：32×3.31106，故其分子式為C8H10。(2)C8H10的不飽和度4, 由于不能與溴水發(fā)生反應(yīng)，則不可能含雙鍵或三鍵，根據(jù)能發(fā)生硝化反應(yīng)，其分子中含有苯環(huán)，產(chǎn)物只有1種硝基化合物，則只能為【專題集訓(xùn)區(qū)】1C分子式為C5H12的烷烴有正戊烷、異戊烷和新戊烷三種同分異構(gòu)體。其中正戊烷的一氯代物有CH3CH2CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CH2CHClCH3、CH3CH2CHClCH2CH3 3種同分異構(gòu)體；異戊烷的一氯代物有(CH3)2CHCH2CH2Cl、(CH3)2CHCHClCH3、(CH3)2CClCH2CH3、CH2ClCH(CH3)CH2CH3 4種同分異構(gòu)體；新戊烷的一氯代物只有一種，為(CH3)3CCH2Cl，總共有8種，C正確。2(1)乙醛(2) (4)a.稀NaOH，加熱b加成(還原)反應(yīng)c2CH3(CH2)3OHO22CH3(CH2)2CHO2H2O(5)CH3COOCH=CH2解析(1)由A的分子式C2H4O及核磁共振氫譜有兩種峰可知A為乙醛。(2)結(jié)合信息可知A到B需要的條件為稀氫氧化鈉、加熱，與信息中的條件一致，得出反應(yīng)： (3)C的結(jié)構(gòu)式為(4)由PVB的結(jié)構(gòu)可知A到E增長了碳鏈。同時E還可使溴的四氯化碳溶液褪色，同時可知E中存在碳碳